Steigerung der Mitarbeiterproduktivität durch den Einsatz mobiler Technologie

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Der industrielle Bereich hat sich in den letzten Jahrzehnten stark gewandelt. Die industriellen Umgestaltungsinitiativen wie die Industrie 4.0 sind nicht die einzigen Gründe für den zunehmenden Einsatz von Technologie. Wenn Produkte die Fertigungs- und Montagelinien verlassen, gelangen sie in die Welt der Logistik, Verpackung und Lieferkette. Barcodes werden heute üblicherweise zur Identifizierung von Teilen während des Herstellungs- und Montageprozesses verwendet: Die Technologie unterstützt die Produktidentifizierung, die Datenerfassung und die Arbeitsabläufe. Auch die Aufrechterhaltung des Betriebs industrieller Produktionsanlagen hängt von Wartungstechniken wie der zustandsorientierten Überwachung und der vorausschauenden Wartung ab. Für Techniker im Außendienst bedeutet der einfache Zugriff auf Anlagenschemata, Teilelisten und Serviceverfahren, dass Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert werden und die Produktivität hoch bleibt.

In diesem Artikel werden mobile Barcode-Scanner (Lesegeräte) und Tablets in Industriequalität vorgestellt, die speziell für industrielle Anwendungen entwickelt wurden.

Die mobile Technologie ist für ein hohes Produktivitätsniveau unerlässlich

Die Schnelllebigkeit vieler Unternehmen, sei es in der Fertigung oder in der Lieferkette und Logistik, hängt heute stark von der Automatisierung ab. Produktionslinien und industrielle Prozesse werden so optimiert, dass sie mit einer hohen betrieblichen Gesamteffizienz arbeiten, einem Schlüsselmaß für die Effizienz der Produktion. Ebenso wichtig ist jedoch die Effizienz der Identifizierung und des Transports von Vorprodukten, Halbfertigwaren und Fertigprodukten von der Produktion in die Lieferkette. Einige Lieferketten, wie z. B. die von Lebensmittelsupermärkten, umfassen mehrere Standorte, vom Lieferanten über Lagerhäuser und regionale Verteilungszentren bis hin zu einem lokalen Geschäft.

Der EAN-Strichcode ist zur Standardmethode der Produktidentifizierung geworden, entweder als selbstklebendes Etikett oder direkt auf den Artikel gedruckt. Die automatische Identifizierung und Datenerfassung (ADC) hat sich zu einer etablierten Methode zur Auswahl, Identifizierung und Verfolgung eines großen oder kleinen Objekts in jeder Form des Industrie- oder Handelsprozesses entwickelt.

In vielen automatisierten Fertigungsprozessen werden an Maschinen montierte ADC-Barcodescanner eingesetzt, um Informationen in ein Computersystem einzuspeisen. Allerdings sind nicht alle Aufgaben automatisiert; die Notwendigkeit menschlicher Interaktion, die Auswahl und der Transport von Teilen durch die Lieferkette ist ebenso wichtig.

Beispiele hierfür sind:

  • Gabelstaplerfahrer bei der Auswahl von Produkten für eine Versandlieferung.
  • Arbeiter an einer Automobilproduktionslinie.
  • Kommissionierer für den Internet-Einzelhandel.

Diese Personen benötigen tragbare Barcodescanner, da sie ständig unterwegs sind. Es gibt zwar kabelgebundene Barcode-Scanner, aber sie stellen ein Sicherheitsrisiko dar und sind bei gemeinsamer Nutzung etwas einschränkend, so dass kabellos verbundene Scanner die größte Mobilität bieten.

Schwerpunkt auf mobilen Geräten zur automatischen Identifizierung und Datenerfassung

Wir sind wahrscheinlich alle im Alltag mit Strichcodes vertraut. Sie sind auf unseren Lebensmitteln, unseren Internet-Einkäufen und Haushaltsgeräten. Dabei haben Sie vielleicht schon zwei verschiedene Barcodetypen gesehen: 1D und 2D.

Eindimensionale (1D) Strichcodes bestehen aus einer Reihe von vertikalen Linien mit unterschiedlichen Breiten und Lücken zwischen ihnen.

Zweidimensionale (2D) Strichcodes sind anspruchsvoller und in der Regel entweder quadratisch oder rechteckig. Sie bieten die Möglichkeit, mehr Daten auf einer bestimmten Fläche darzustellen als ein 1D-Barcode. Da die Informationsdichte höher ist als bei einem 1D-Barcode und die verwendete Kodierung viel feiner ist, sind die Auflösung und die Qualität des Scanners wesentlich wichtiger.

Es gibt mehrere 1D- und 2D-Barcodestandards, die jeweils den verwendbaren Zeichensatz definieren. In den Normen sind vier Zeichensätze weit verbreitet: numerisch (nur die Ziffern 0-9), alphanumerisch (0-9 und A-Z), GS1 AI 82 (fügt den alphanumerischen Zeichen Sonderzeichen hinzu) und volles ASCII (alle ASCII-Zeichen mit einem Wert von 0-127).

Beispiele für numerische 1D-Strichcodes sind EAN12, UPC-A und Code-11. Zu den vollständigen ASCII 2D-Codes gehören Aztec, QR und MaxiCode.

Bei der Auswahl eines Barcode-Scanners für Ihre Anwendung gibt es folgende Aspekte beim Datenblatt zu beachten.

Barcode-Standards: Welche Barcodestandards sind für sie wichtig? Einige Lesegeräte scannen nur 1D-Barcodes, und im Laufe der Lebensdauer des Geräts können Sie die Umstellung auf ein 2D-Format in Betracht ziehen.

Langlebigkeit: Wie bei jedem tragbaren Gerät besteht immer die Gefahr, dass es bei der Benutzung versehentlich fallen gelassen wird oder herunterfällt. Auf dem Datenblatt sollte angegeben sein, wie gut der Scanner mehrfache Stürze auf eine Betonoberfläche übersteht. Wie sehen die Umgebungsbedingungen aus, unter denen der Scanner eingesetzt werden soll? Ist ein Schutz gegen das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit erforderlich?

Leistung beim Scannen: Die Fähigkeit des Scanners, 1D- und 2D-Barcodes aus verschiedenen Entfernungen und Winkeln erfolgreich zu dekodieren, ist unterschiedlich. Ein Bediener, der in einem Gabelstapler sitzt, kann zum Beispiel das gescannte Objekt nicht berühren. Typische maximale Scanabstände für einen 2D-Code sind 200 mm.

Funkstandards: Im Handel erhältliche drahtlose Barcode-Scanner verwenden entweder einen offenen Funkstandard wie Wi-Fi oder ein herstellerspezifisches Verfahren. Prüfen Sie, ob das Gerät das von Ihnen beabsichtigte drahtlose Protokoll unterstützt.

Lebensdauer des Akkus: Von den meisten tragbaren Geräten wird erwartet, dass sie einen ganzen Arbeitstag lang funktionieren. Hält der Akku des Scanners eine Schicht lang durch, ohne aufgeladen zu werden? Oder müssen an den Arbeitsplätzen der Bediener Ladepunkte installiert werden?

Zugriff auf Informationen von unterwegs

Ein weiterer Aspekt der Mobilität von Arbeitskräften ist der Zugang zu wichtigen Informationen. Das Wartungspersonal benötigt beispielsweise Zugang zu Arbeitsaufträgen, Anlagendiagrammen, Teilelisten und Wartungshandbüchern. Die ständige Rückkehr in die Werkstatt, um auf gedruckte Unterlagen zuzugreifen, verringert die Produktivität. Daher bieten Tablet-Computer eine bequeme Methode für den Zugriff auf relevante Unternehmenssysteme und -anwendungen.

Wenn Sie den Einsatz eines industriellen Tablet-Computers in Erwägung ziehen, finden Sie hier einige der wichtigsten Auswahlkriterien:

Das Betriebssystem: Prüfen Sie, welche Betriebssysteme die Anwendungen verwenden. Beliebte Betriebssysteme sind Microsoft Windows, Linux und Android.

Art und Größe des Touchscreens: Die Bildschirmgröße bestimmt die physische Größe des Tablets. Kleinere Tablets sind zwar viel bequemer zu transportieren, aber einige Anwendungen schreiben eine Mindestbildschirmgröße vor. Außerdem können Wartungsdiagramme auf einem kleinen Bildschirm schwerer zu lesen sein. Preisgünstige Tablets können einen resistiven Touchscreen verwenden, der jedoch weniger zuverlässig und anfälliger für das Eindringen von Feuchtigkeit ist als kapazitive Touchscreens.

Mechanische Widerstandsfähigkeit: Wie bereits bei den Barcode-Scannern hervorgehoben wurde, ist die mechanische Widerstandsfähigkeit für jedes tragbare Gerät unerlässlich. Da sie in der Regel größer sind als ein Scanner, sind Tablet-Computer und ihre Bildschirme anfälliger für Schäden durch Stürze. Vergewissern Sie sich, dass es für die Umgebung, in der die Mitarbeiter es benutzen werden, robust genug ist.

Akkulaufzeit: Wie lange der Computer mit einer einzigen Ladung betrieben werden kann, hängt stark davon ab, wie oft der Bildschirm verwendet wird. Das Datenblatt des Herstellers sollte eine Schätzung der Akkulaufzeit und die Kapazität des Akkus in mAh angeben. Herausnehmbare und im laufenden Betrieb austauschbare Batterien sind lohnende Optionen, wenn sie verfügbar sind.

Zusätzliche Funktionen: Einige Industrie-Tablet-Computer verfügen über weitere Funktionen, wie z. B. einen integrierten Barcode-Scanner und verschiedene Docking-Stationen oder Holster.

Hier sind einige Beispiele für Barcode-Scanner und Industrie-Tablet-Computer:

Barcode scanners

Die Powerscan PM9501-Serie von Datalogic – siehe Abbildung 1 – kann eine Vielzahl von 1D- und 2D-Barcodes lesen, unabhängig von der Ausrichtung und bis zu einer Entfernung von 1 m, je nach Art und Auflösung des Codes. Mit einem Gewicht von ca. 450 g und einem ergonomischen Design, das eine bequeme Handhabung ermöglicht, verfügt es über ein intuitives Zielsystem und eine sanft gepulste weiße Scanbeleuchtung.

Abbildung 1 – Die Barcode-Scanner der Serie Datalogic POWERSCAN PM9501 (Quelle: Datalogic)

Das PM9501 ist in verschiedenen Konfigurationen mit zwei Display-Optionen und entweder vier oder sechzehn konfigurierbaren Tasten erhältlich, die eine bidirektionale Interaktion mit der Host-Anwendung ermöglichen.

Die drahtlose Kommunikation erfolgt über das STAR Cordless-System von Datalogic, das eine Punkt-zu-Punkt- oder Mehrpunkt-Konfiguration im ISM-Frequenzspektrum von 433 oder 910 MHz ermöglicht. Bei einer sternförmigen Multi-Point-Installation können bis zu 16 Scanner auf einen einzigen kabelgebundenen Netzwerk-Funkempfänger zugreifen. Die Reichweite im Freien beträgt 50 m für Hochgeschwindigkeitskommunikation bei 433 MHz und 170 m für 910 MHz.

Eine Docking-Station ermöglicht das Aufladen und die kabelgebundene Netzwerkkommunikation über Industrial Ethernet oder Modbus.

Zu den Umweltspezifikationen des PM9501 gehören die Schutzart IP65 und die Fähigkeit, 50 Stürze aus 2,0 m Höhe auf eine Betonoberfläche zu überstehen.

Das Zebra LI3600-ER ist ein Beispiel für ein extrem robustes 1D-Barcode-Lesegerät – siehe Abbildung 2.

Das Zebra LI3600 ist sowohl in einer kabelgebundenen als auch in einer drahtlosen Version erhältlich. Die drahtlose Version verwendet Bluetooth zur Kommunikation mit der Host-Dockingstation. Zu den unterstützten Netzwerkschnittstellen gehören Ethernet IP, Industrial Ethernet und TCP/IP.

Es kann mehrere Stürze aus 3 m Höhe auf Beton und bis zu 7.500 Stürze aus 1 m Höhe überstehen. Das Lesegerät kann zehn 1D-Barcodeformate dekodieren, und die Dekodierreichweite beträgt bis zu 17 m für den Code 39 100 mil Standard. Mit einer vollen Ladung des 3100 mAh Li-Ionen-Akkus können bis zu 100.000 Scans durchgeführt werden.

Ein weiterer kabelgebundener und extrem robuster Scanner ist der Xenon Extreme Performance (XP) 1950g von Honeywell – siehe Abbildung 3. Der Scanner ist speziell für Einzelhandelsanwendungen konzipiert und kann 1D- und 2D-Barcodes lesen und dekodieren.

Abbildung 3 – Der kabelgebundene 1D- und 2D-Barcodescanner Honeywell Xenon 1950g (Quelle: Honeywell)

Rugged industrial tablet computers

Abbildung 4 zeigt das robuste Honeywell RT10W-Tablet. Es verfügt über einen integrierten 1D/2D-Barcodescanner, einen hochauflösenden 10,1-Zoll-Bildschirm mit 1920 x 1200 dpi und 128 GB Speicherplatz. Auf dem Tablet läuft das Betriebssystem Microsoft Windows 10 IoT 64-bit Enterprise. Zu den drahtlosen Verbindungsoptionen gehören WLAN, 4G LTE-Mobilfunk und Bluetooth 5.0.

Abbildung 4 – Das robuste Industrie-Tablet Honeywell RT10W mit integriertem 1D/2D-Barcode-Leser (Quelle Honeywell)

Ein weiteres robustes Tablet ist das Microsoft Windows-basierte Tablet ET51/ET56 von Zebra – siehe Abbildung 5. Es ist sowohl mit 8,4-Zoll- (570 g) als auch mit 10,1-Zoll- (765 g) kapazitivem Touchscreen erhältlich und verfügt über drahtlose WLAN und Bluetooth-Kommunikation. Ein GNSS-Empfänger unterstützt GPS- und Galileo-Konstellationen mit der Möglichkeit, eine unterstützte GPS-Funktion zu nutzen. Auch herausnehmbare und im laufenden Betrieb austauschbare Akkus sind erhältlich.

Abbildung 5 – Zebra ET51/ET56 Microsoft Windows-basierte Tablets (Quelle Zebra)

Steigerung der Mitarbeiterproduktivität durch den Einsatz mobiler Technologie

Die tragbaren und robusten Industrie-Tablet-Computer und Barcode-Scanner ermöglichen den mobilen Zugriff auf wichtige Informationen und die Datenerfassung und tragen so zur Steigerung der Produktivität der Mitarbeiter bei. In diesem kurzen Artikel wurden nur einige Vorteile hervorgehoben, welche die Mobiltechnologie für eine ständig in Bewegung befindliche Belegschaft mit sich bringt.

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